研究人员从干细胞胸腺组织中产生免疫反应

UCSF研究人员从人类胚胎干细胞（hESCs）产生了胸腺细胞（TEP）。将这些细胞移植到缺乏胸腺或功能性免疫系统的小鼠中后，它们会进一步成熟为胸腺细胞（TECs），以支持白细胞的发育，这些白细胞可以增殖，重新训练免疫系统并进行免疫反应。这一成就使人们希望胸腺组织可用于预防移植排斥反应和治疗免疫缺陷疾病。

在一项新发表的研究中，来自加州大学旧金山分校的科学家详细介绍了他们如何在实验室中利用胚胎干细胞开发出第一个起作用的人胸腺组织，这是朝着基于干细胞和器官移植的潜在新疗法迈出的重要一步。

加州大学旧金山分校的研究人员提高了人们对基于细胞疗法的希望，并在实验室中利用胚胎干细胞创建了第一个起作用的人胸腺组织。研究人员表明，在小鼠中，该组织可用于促进白细胞的发育，人体需要这种白细胞才能发出健康的免疫反应并防止有害的自身免疫反应。

开发胸腺细胞的科学家（在移植时引起了功能性免疫细胞的增殖和成熟）说，这项成就标志着朝着基于干细胞和器官移植以及1型新疗法的潜在新疗法迈出了重要的一步。糖尿病和其他自身免疫性疾病，以及免疫缺陷性疾病。

从人类胚胎干细胞开始，由免疫学家Mark Anderson博士和UCSF糖尿病中心干细胞研究员兼Matthias Hebrok博士领导的UCSF研究人员使用了独特的生长因子组合来塑造细胞的发育轨迹，并最终产生了产生功能性胸腺组织的配方。

该结果发表在2013年5月16日在线版《细胞干细胞》杂志上，该组织的功能在于促进被称为T细胞的白细胞的生长和发育。T细胞是对特定疾病病原体有反应的中央免疫细胞群，还可以防止免疫系统攻击人体自身的组织。

胸腺可能是晦涩的，但不是消耗性的

胸腺对于外行者可能有点晦涩-它是位于胸骨下方胸部顶部的小腺体-但它绝不是消耗性的，因为胸腺缺陷的个体会在生命早期受到感染。

鉴于细胞疗法的侵入性性质（仍完全是实验性的），很可能在没有有效疗法的致命性疾病患者中研究使用实验室来源的胸腺组织进行的首次疗法。例如，一种早期治疗可能是遗传疾病DeGeorge综合征，其中一些新生儿出生时没有胸腺，但在婴儿期死亡。

然而，潜在的更大影响可能在组织移植领域，这是基于干细胞疗法的新兴领域的目标。安德森说，基于干细胞的疗法目前受到免疫系统排斥移植的干细胞的潜力的限制。对于移植，干细胞可能同时沿着两个发育途径被诱骗，从而形成了胸腺组织和替代器官。根据安德森的说法，两者的移植都可以克服排斥障碍，而无需有害的免疫抑制。

安德森说：“胸腺是一个T细胞成熟的环境，并且在此环境中还可以指导他们了解自我和非自我之间的差异。”胸腺准备一些T细胞攻击外来入侵者-包括移植，而通常会攻击我们自己组织的T细胞在胸腺中被消除。

同样，胸腺组织可能有一天被用来对自身免疫疾病中的免疫系统进行再训练，在该疾病中，免疫系统异常地攻击“自我”，从而增强识别力并保护免受免疫破坏。

研究人员发现了许多蛋白质和生长因子，这些蛋白质和生长因子在胚胎发育过程中会开启，并且对器官形成至关重要。希伯罗克花了数年时间试图开发分泌胰岛素的β细胞，胰岛的一部分在糖尿病过程中被破坏。

当特定标记蛋白发展成胃肠道的不同器官时，它们在细胞内的顺序出现是一系列里程碑，这有助于使Hebrok和其他细胞定向，因为它们试图引导不同组织的形成。

Hebrok将寻求器官特异性细胞（包括胸腺细胞和难以捉摸的胰腺β细胞）比作冒险之旅。胰腺和胸腺在胃肠道的不同位置分支，但它们具有某些发育标记。

为了进入胸腺细胞，研究人员尝试了数十种协议，每次对关键因素的开启时间进行不同的计时。赫布罗克说：“如果我们将一个因素使用一天或更长时间，那将是行不通的。”里程碑放错了位置，“这就像在高速公路上行驶而错过出口一样。”

研究人员警告说，他们还没有完美地复制胸腺，并且只有大约15％的细胞按照研究中的方案成功地定向成为胸腺组织。

即便如此，安德森说：“我们现在已经开发出一种工具，使我们能够以前所未有的方式调节免疫系统。”

其他研究作者包括加州大学旧金山分校糖尿病中心的博士后研究员，Audrey Parent博士，Holger Russ博士。以及研究生Imran Khan，Taylor LaFlam和Todd Metzger。

该研究由加州再生医学研究所和美国国立卫生研究院资助。Mark Anderson是UCSF糖尿病研究的Robert B. Friend和Michelle M. Friend教授，Matthias Hebrok是Hurlbut-Johnson糖尿病研究的杰出教授。Hebrok和Anderson建立了一家公司ThyGen Inc.，以推进Cell Stem Cell中描述的发现。

出版物：Audrey V. Parent等人，“从支持人T细胞发育的人胚干细胞中生成功能性胸腺上皮”，干细胞，2013年5月16日；土井：10.1016 / j.stem.2013.04.004

图像：奥黛丽五世。Parent等人，doi：10.1016 / j.stem.2013.04.004